[发明专利]激光视觉传感焊缝间隙检测装置与方法

权利要求书

1.一种激光视觉传感焊缝间隙检测装置，其特征在于：激光视觉传感器（1）通过传感器连接线（9）与工控机（10）中的图像采集卡相连，所述激光视觉传感器（1）通过冷却板（2）与连接板（3）通过螺丝固定连接，连接板（3）通过螺丝与绝缘连接件（4）连接，绝缘连接件（4）与焊枪夹持件A（5）通过螺丝固定连接，焊枪夹持件A（5）、焊枪夹持件B（6）与焊枪（7）夹持相连，焊丝（8）从焊枪（7）中心伸出，与工控机（10）相连的显示器（11）作为人机交互界面，实现参数设置及处理结果输出。

2.根据权利要求1所述的激光视觉传感焊缝间隙检测装置，其特征在于：所述的激光视觉传感器（1）是：航空插座（101）固定在上端盖（102）上，上端盖（102）固定在主体（103）上，镜头（108）与摄像机（107）固定连接，摄像机（107）及激光光源（1011）分别固定在主体（103）上；窄带滤光片（109）和减光片（1010）安装于固定件（104）上，下端盖（106）通过固定件（104）安装于主体（103）上；防护片（105）安装在下端盖（106）与固定件（104）之间的间隙中。

3.根据权利要求2所述的激光视觉传感焊缝间隙检测装置，其特征在于：所述的激光光源（1011）的轴线与摄像机（107）的轴线的夹角为20°～40°，激光波长为658nm，激光条纹线长60mm～100mm，线宽0.5mm～2mm，所采用的摄像机为黑白视频摄像机，输出为PAL制式视频信号，采用的窄带滤光片为通带波长为640nm～670nm；激光视觉传感器（1）下端面距离工件A（12）、工件B（13）上表面60mm～80mm，激光视觉传感器（1）相对于焊枪（7）的中心线前视距离为10mm～80mm。

4.根据权利要求1所述的激光视觉传感焊缝间隙检测装置，其特征在于：所述的工控机（10）中的图像采集卡为DH-CG300。

5.一种根据权利要求1至4任意一项所述的激光视觉传感焊缝间隙检测装置的检测方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤（1）、启动系统，在工控机（10）中进行图像采集及处理程序设计，通过激光视觉传感器（1），摄取工件A（12）、工件B（13）对接焊缝激光条纹图像，显示器（1）中左上部分图像为焊缝激光条纹实时图像，调整激光视觉传感器（1）位置和高度，确保焊缝坡口部分激光条纹图像位于图像显示区中心区域；显示器（11）中右上部分图像为经过二值化处理、软件滤波处理后得到的焊缝激光条纹图像数据曲线，曲线ab段为工件A（12）铝板激光条纹曲线，曲线bc段为工件A（12）铝板坡口激光条纹曲线，曲线cd段为工件A（12）、工件B（13）两块铝板对接缝开缝激光条纹曲线，曲线de段为工件B（13）铝板坡口激光条纹曲线，曲线ef段为工件B（13）铝板激光条纹曲线；

步骤（2）检测精度测试：采用多种焊缝间隙及测试得到的摄像机像素数之间的对应关系，计算平均值得出焊缝间隙检测精度；

步骤（3）焊缝间隙检测：通过分析焊缝间隙激光条纹图像特征，采用斜率分析法将激光条纹图像数据曲线各点斜率计算出来后，通过比较相邻点的斜率，若某一点斜率满足以下两个条件，即认为特征拐点，也就是焊缝间隙边沿；

（1）特征拐点在斜率突变足够明显的单调区间内；

（2）特征拐点为此单调区间内斜率变化的最大值点；

焊缝间隙的边沿之间的像素数与间隙检测精度的乘积即为焊缝间隙。